pentru profilele cu pereți subțiri, cum ar fi cel printr-o structură de grindă sau semi-monococă, distribuția stresului de forfecare prin grosime poate fi neglijată. În plus, nu există stres de forfecare în direcția normală față de perete, doar paralel. În aceste cazuri, poate fi util să se exprime stresul intern de forfecare ca flux de forfecare, care se găsește ca stresul de forfecare înmulțit cu grosimea secțiunii. O definiție echivalentă pentru fluxul de forfecare este forța de forfecare V pe unitatea de lungime a perimetrului în jurul unei secțiuni cu pereți subțiri. Debitul de forfecare are dimensiunile forței pe unitate de lungime. Aceasta corespunde unităților de newtoni pe metru în sistemul SI și forței de lire pe picior în SUA.
OriginEdit
când o forță transversală este aplicată unui fascicul, rezultatul este variația tensiunilor normale de îndoire de-a lungul lungimii fasciculului. Această variație determină o tensiune de forfecare orizontală în cadrul fasciculului care variază în funcție de Distanța față de axa neutră din fascicul. Conceptul de forfecare complementară dictează apoi că există și o tensiune de forfecare pe secțiunea transversală a fasciculului, în direcția forței transversale originale. Așa cum s-a descris mai sus, în structurile cu pereți subțiri, variația de-a lungul grosimii elementului poate fi neglijată, astfel încât stresul de forfecare pe secțiunea transversală a unui fascicul care este compus din elemente cu pereți subțiri poate fi examinat ca flux de forfecare sau stresul de forfecare înmulțit cu grosimea elementului.
ApplicationsEdit
conceptul de flux de forfecare este deosebit de util atunci când se analizează structuri semi-monococ, care pot fi idealizate folosind modelul skin-stringer. În acest model, elementele longitudinale, sau șirurile, poartă doar stres axial, în timp ce pielea sau pânza rezistă forței de torsiune și forfecare aplicate extern. În acest caz, deoarece pielea este o structură cu pereți subțiri, tensiunile interne de forfecare din piele pot fi reprezentate ca flux de forfecare. În proiectare, fluxul de forfecare este uneori cunoscut înainte de determinarea grosimii pielii, caz în care grosimea pielii poate fi pur și simplu dimensionată în funcție de stresul de forfecare admisibil.
exemplu de model de Stringer de piele cu flux de forfecare
Centrul de forfecare
pentru o structură dată, Centrul de forfecare este punctul din spațiu în care forța de forfecare ar putea fi aplicată fără a provoca deformarea torsională (de exemplu, răsucirea) secțiunii transversale a structurii. Centrul de forfecare este un punct imaginar, dar nu variază în funcție de mărimea forței de forfecare – doar secțiunea transversală a structurii. Centrul de forfecare se află întotdeauna de-a lungul axei de simetrie și poate fi găsit folosind următoarea metodă:
- aplicați o forță de forfecare rezultantă arbitrară
- calculați fluxurile de forfecare din această forță de forfecare
- alegeți un punct de referință o o distanță arbitrară e de la punctul de aplicare a sarcinii
- calculați momentul despre o folosind atât fluxurile de forfecare, cât și forța de forfecare rezultantă și echivalați cele două expresii. Rezolvați pentru e
- distanța e și axa de simetrie dau coordonata pentru Centrul de forfecare, independent de magnitudinea forței de forfecare.
calculul debitului de forfecare
prin definiție, debitul de forfecare printr-o secțiune transversală a grosimii t se calculează folosind q = XQ {\displaystyle Q = \tau * t}
, unde * v q i t {\displaystyle \tau = {\frac {VQ}{it}}}
. Astfel, ecuația pentru debitul de forfecare la o anumită adâncime într-o anumită secțiune transversală a unei structuri cu pereți subțiri care este simetrică pe lățimea sa este q = V Y Q X I x {\displaystyle q = {\frac {v_{y}Q_{x}} {i_{x}}}}
unde
q-fluxul de forfecare Vy – forța de forfecare perpendiculară pe axa neutră x la secțiunea transversală de interes Qx – primul moment al zonei (aka momentul static) în jurul axei neutre x pentru secțiunea transversală a structurii deasupra adâncimii în cauză Ix – al doilea moment al zonei (aka momentul de forfecare) inerție) despre Axa neutră x pentru structură (o funcție numai a formei structurii)
